وقتی نور از محیط های شفاف مختلف عبور می کند، رفتار آن تغییر می کند . در این فصل می خواهیم رفتار نور در.محیط های شفاف مختلف را بررسی کنیم و با عملکرد عدسی ها و منشور در وسیله های نوری آشنا شویم
هنگامی که یک شیء مانند یک قاشق یا یک قلم را داخل یک لیوان محتوی آب می گذاریم و از بیرون به لیوان نگاه می کنیم
قاشق و قلم را شکسته می بینیم . همچنین وقتی به آب درون یک استخر نگاه می کنیم ، عمق استخر کم تر از مقدار واقعی آن
به نظر می رسد . مشاهده ی پدیده هایی از این قبیل به سبب پدیده ی شکست نور است
روی یک مقوای گلاسه دایره ای رسم می کنیم و دو قطر عمود بر هم آن را می کشیم . سنجاقی در مرکز دایره و سنجاق دیگری در یک نقطه روی دایره فرو می کنیم ، سپس مقدار را طوری داخل آب فرو می بریم که سطح آب بر یکی ازاین قطرها منطبق شود . در این حالت سنجاق دیگری را آن قدر روی محیط دایره جابه جای می کنیم تا سه سنجاق روی یک خط راست قرار گیرند
آن گاه مقدار را از آب خارج می کنیم . مشاهده می شود که بیرون از آب این سه نقطه روی یک خط راست نیستند و اگر آن ها را به هم وصل کنیم یک خط شکسته .به وجود می آید
با انجام این آزمایش نتیجه می گیریم که نور هنگام عبور از آب به هوا، مسیر شکسته ی را می پیماید، بنابراین هرگاه نور از محیط غلیظ (آب) وارد محیط رقیق (هوا) می شود، از خط عمود دور می شود
اگر نور از محیط غلیظ وارد محیط رقیق شود، داریم
و اگر نور از محیط رقیق وارد محیط غلیظ شود، داریم
با انجام آزمایش های متعدد، اسنل و دکارت، هر یک به طور مستقل به قانون هایی دست یافتند که قانون های شکست نور نامیده می شوند . این قانون ها به صورت زیر بیان می شوند
پرتو تابش، خط عمود بر سطح جدایی دو محیط در نقطه ی تابش و پرتو شکست در یک صفحه قرار دارند
نسبت سینوس زاویه تابش به سینوس زاویه ی شکست مقداری ثابت است
این مقدار ثابت را ضریب شکست محیط دوم نسبت به محیط اول می نامند و آن را با نماد نشان می دهند
ضریب شکست یک محیط نسبت به خلأ (یا به طور تقریبی هوا) را ضریب شکست مطلق آن محیط می گویند ، یعنی
اگر محیط اول، محیط غلیظ و محیط دوم، هوا باشد داریم